JPH09215188A - Dc/dc converter - Google Patents

Dc/dc converter

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JPH09215188A
JPH09215188A JP8021552A JP2155296A JPH09215188A JP H09215188 A JPH09215188 A JP H09215188A JP 8021552 A JP8021552 A JP 8021552A JP 2155296 A JP2155296 A JP 2155296A JP H09215188 A JPH09215188 A JP H09215188A
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switch element
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Ikuro Suga
郁朗 菅
Naoya Morita
直哉 森田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the power conversion efficiency by providing means for determining the on/off timing of a switching element based on a signal from means for detecting the end of regeneration of exciting energy from a transformer to an input power supply, and an output from an error amplifier. SOLUTION: First winding 26a of a transformer 26 and an input power supply 1 are connected with a main switch element, i.e., a field effect transistor 27. When the output D from a triangular wave generation circuit 32 exceeds the output C from an error amplifier 31 at time T1 , the main switch element 27 is turned off and exciting energy stored in the transformer, when the main switch element 27 is turned on, is regenerated from the third winding 26C to the input power supply 1. When regeneration of exciting energy ends at time T2 , the main switch element 27 is turned on and the operation is repeated. According to the arrangement, exciting energy can be regenerated from to the input power supply 1 and a DC/DC converter having high power conversion efficiency can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング周
波数可変型の直流・直流変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching frequency variable type DC / DC converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図17は、特公昭59−6146号公報
に示された従来の直流・直流変換装置を示す回路図であ
る。図において、1は入力電源、2はトランジスタ、3
はトランス、4は抵抗、5はコンデンサ、6は抵抗、7
はトランジスタ、8は抵抗、9はコンデンサ、10、1
1はダイオード、12は平滑リアクトル、13はコンデ
ンサ、14は負荷、15はダイオード、16はトランジ
スタ、17は誤差増幅器、18は基準電源である。
2. Description of the Related Art FIG. 17 is a circuit diagram showing a conventional DC / DC converter shown in Japanese Patent Publication No. 59-6146. In the figure, 1 is an input power source, 2 is a transistor, 3
Is a transformer, 4 is a resistor, 5 is a capacitor, 6 is a resistor, 7
Is a transistor, 8 is a resistor, 9 is a capacitor, 10 and 1
1 is a diode, 12 is a smoothing reactor, 13 is a capacitor, 14 is a load, 15 is a diode, 16 is a transistor, 17 is an error amplifier, and 18 is a reference power supply.

【0003】また、図18は図17の直流・直流変換装
置の動作波形図であり、図18(a)はトランジスタ2
のベース・エミッタ間電圧、図18(b)はトランジス
タ7のベース・エミッタ間電圧、図18(c)はトラン
ジスタ2のコレクタ・エミッタ間電圧、図18(d)は
第4の巻線n4 に流れる電流である。
FIG. 18 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. 17, and FIG.
18- (b) is the base-emitter voltage of the transistor 7, FIG. 18- (c) is the collector-emitter voltage of the transistor 2, and FIG. 18- (d) is the fourth winding n 4. Is the current that flows through.

【0004】次に動作について説明する。図18(a)
のように時刻t1 で、入力電源1とトランジスタ2のベ
ース間に接続された抵抗4よりトランジスタ2にベース
電流が供給され、トランジスタ2にコレクタ電流が流れ
ると、トランス3の第1の巻線n1 を介して第3の巻線
3 にトランジスタ2のベース電流を更に増加させるよ
うな電圧が発生し、トランジスタ2は正帰還動作により
直ちに飽和状態に移行する。第3の巻線n3 に誘起した
電圧は抵抗8とコンデンサ9で図18(b)の波形のよ
うに積分され、トランジスタ7のベース・エミッタ間電
圧がトランジスタをオンさせる電圧VBE2 に達すると、
時刻t2 にトランジスタ7がオンし、トランジスタ2の
ベースを短絡するため、トランジスタ2がオフする。ト
ランジスタ2のオフ期間に、第4の巻線n4 にはダイオ
ード15をオンさせる方向に逆起電圧が発生し、可変イ
ンピーダンス素子であるトランジスタ16のコレクタ・
エミッタ間インピーダンスにより図18(d)の波形の
ように、トランス3の励磁リセット電流が流れる。この
期間に、トランジスタ2のコレクタ・エミッタ間電圧
は、図18(c)の波形のように入力電源1の端子電圧
INより高い値となり、第3の巻線n3 にはトランジス
タ2をオフさせる電圧が誘起するため、トランジスタ2
のベース・エミッタ間電圧は、図18(a)の波形のよ
うにトランジスタ2をオンさせる場合と逆極性の電圧が
印加される。時刻t3 でトランス3の励磁電流が第4の
巻線n4 を通して放出し終わると、トランジスタ2のベ
ース・エミッタ間電圧は0に戻り、直ちに抵抗4を通し
てトランジスタ2を再度オンさせる動作を繰り返す。
Next, the operation will be described. FIG. 18 (a)
When the base current is supplied to the transistor 2 from the resistor 4 connected between the input power source 1 and the base of the transistor 2 at time t 1 and the collector current flows in the transistor 2, the first winding of the transformer 3 A voltage that further increases the base current of the transistor 2 is generated in the third winding n 3 via n 1 , and the transistor 2 immediately shifts to the saturated state by the positive feedback operation. The voltage induced in the third winding n 3 is integrated by the resistor 8 and the capacitor 9 as shown in the waveform of FIG. 18B, and when the base-emitter voltage of the transistor 7 reaches the voltage V BE2 that turns on the transistor. ,
Transistor 7 to the time t 2 is turned on, in order to short-circuit the base of the transistor 2, transistor 2 is turned off. During the off period of the transistor 2, a counter electromotive voltage is generated in the fourth winding n 4 in the direction of turning on the diode 15, and the collector of the transistor 16 that is a variable impedance element
Due to the impedance between the emitters, the excitation reset current of the transformer 3 flows as shown in the waveform of FIG. During this period, the collector-emitter voltage of the transistor 2 becomes a value higher than the terminal voltage V IN of the input power supply 1 as shown in the waveform of FIG. 18C, and the transistor 2 is turned off in the third winding n 3. The voltage that causes
As the base-emitter voltage of, a voltage having the opposite polarity to that when the transistor 2 is turned on as shown in the waveform of FIG. When the exciting current of the transformer 3 finishes discharging through the fourth winding n 4 at time t 3 , the base-emitter voltage of the transistor 2 returns to 0, and the operation of turning on the transistor 2 again through the resistor 4 is repeated immediately.

【0005】トランジスタ2がオンした時、第2の巻線
2 に発生する電圧を整流平滑することにより、コンデ
ンサ13の両端に出力電圧が得られ、負荷14に供給さ
れる。コンデンサ13の両端で得られる出力電圧が基準
電源18の電圧より上昇すると、誤差増幅器17の出力
は上昇し、トランジスタ16により多くのベース電流を
供給する。この状態において、トランジスタ16のコレ
クタ・エミッタ間のインピーダンスは低下するため、図
18における時刻t2 〜t3 までの期間が増加する。こ
のため、主スイッチ素子であるトランジスタ2のオフ期
間が増加し、トランジスタ2のスイッチング周期に対す
るオン時間の比、即ちデューティ比が低下するため、前
記出力は低下する。出力電圧が基準電源18の電圧より
低下すると上記動作と逆の動作が行われ、負荷14には
一定の出力電圧が供給される。
By rectifying and smoothing the voltage generated in the second winding n 2 when the transistor 2 is turned on, an output voltage is obtained across the capacitor 13 and supplied to the load 14. When the output voltage obtained across the capacitor 13 rises above the voltage of the reference power supply 18, the output of the error amplifier 17 rises, supplying more base current to the transistor 16. In this state, the collector-emitter impedance of the transistor 16 decreases, and the period from time t 2 to t 3 in FIG. 18 increases. Therefore, the off period of the transistor 2 which is the main switching element increases, and the ratio of the on time to the switching period of the transistor 2, that is, the duty ratio decreases, so that the output decreases. When the output voltage becomes lower than the voltage of the reference power supply 18, the operation reverse to the above operation is performed, and the constant output voltage is supplied to the load 14.

【0006】なお上記の他にも、整流器として電界効果
型トランジスタを用いた直流・直流変換装置もあり、さ
らに電力損失を少なすることができるだけでなく、主ス
イッチ素子のオン/オフタイミングを決める可変インピ
ーダンス素子としても兼用できる。
In addition to the above, there is a DC / DC converter using a field effect transistor as a rectifier, which not only can reduce power loss, but also can change the ON / OFF timing of the main switch element. It can also be used as an impedance element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の直流・直流変換
装置は以上のように構成されているので、トランス3の
励磁エネルギーを、可変インピーダンス素子であるトラ
ンジスタ16で消費して、トランスのリセット期間、即
ち主スイッチ素子2の非導通期間を制御しており、電力
変換効率が悪くなるなどの問題点があった。
Since the conventional DC / DC converter is configured as described above, the exciting energy of the transformer 3 is consumed by the transistor 16 which is a variable impedance element, and the transformer reset period is consumed. That is, since the non-conduction period of the main switch element 2 is controlled, there is a problem that the power conversion efficiency is deteriorated.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、電力変換効率の良い直流・
直流変換装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a DC / DC converter having high power conversion efficiency
The purpose is to obtain a DC converter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る直流・直
流変換装置は、トランスの第1の巻線と主スイッチ素子
と入力電源とで構成された直列回路、上記第1の巻線と
上記主スイッチ素子に並列に接続されると共に、上記ト
ランスの励磁エネルギーを上記入力電源に回生するよう
上記トランスの第3の巻線とダイオードによって構成さ
れた直列回路、上記トランスの第2の巻線に接続された
整流用ダイオードと環流用ダイオードを備えた直流・直
流変換装置であって、上記変換回路の出力電圧と基準電
源の電圧との差を増幅する誤差増幅器、上記トランスの
励磁エネルギーの入力電源への回生終了を検出する回生
終了検出手段、この回生終了検出手段からの信号と上記
誤差増幅器の出力とによって上記主スイッチ素子のオン
/オフタイミングを決定する手段を備えたものである。
A DC / DC converter according to the present invention is a series circuit composed of a first winding of a transformer, a main switch element and an input power source, the first winding and the above. A series circuit, which is connected in parallel to the main switching element and is configured by the third winding of the transformer and a diode so as to regenerate the excitation energy of the transformer to the input power source, and the second winding of the transformer. A DC / DC converter comprising a rectifying diode and a freewheeling diode connected to each other, the error amplifier amplifying a difference between an output voltage of the converting circuit and a voltage of a reference power source, and an input power source for exciting energy of the transformer. End detection means for detecting the end of regeneration to the ON / OFF timing of the main switch element by the signal from the regeneration end detection means and the output of the error amplifier. Those having a determining means.

【0010】また、トランスの第1の巻線と主スイッチ
素子と入力電源とで構成された直列回路、上記トランス
の第2の巻線に接続された整流用電界効果型トランジス
タと環流用電界効果型トランジスタを備えた直流・直流
変換装置であって、上記変換回路の出力電圧と基準電源
の電圧との差を増幅する誤差増幅器、上記トランスの励
磁エネルギーの入力電源への回生終了を検出する回生終
了検出手段、この回生終了検出手段からの信号と上記誤
差増幅器の出力とによって上記主スイッチ素子のオン/
オフタイミングを決定する手段を備えると共に、上記主
スイッチ素子が非導通時に、上記トランスの励磁インダ
クタンスと上記電界効果型トランジスタが有する静電容
量との共振により、上記トランスの励磁エネルギーを上
記入力電源へ回生するものである。また、整流用電界効
果型トランジスタと環流用電界効果型トランジスタの駆
動信号をトランスに誘起される電圧で得るものである。
Further, a series circuit composed of the first winding of the transformer, the main switch element and the input power source, a rectifying field effect transistor connected to the second winding of the transformer, and a freewheeling field effect. Type DC / DC converter including a transistor, an error amplifier for amplifying a difference between an output voltage of the conversion circuit and a voltage of a reference power supply, and a regeneration for detecting completion of regeneration of excitation energy of the transformer to an input power supply. The end detection means, the signal from the regeneration end detection means and the output of the error amplifier turn on / off the main switch element.
A means for determining off-timing is provided, and when the main switching element is non-conducting, the excitation energy of the transformer is supplied to the input power source by resonance between the excitation inductance of the transformer and the electrostatic capacity of the field effect transistor. It regenerates. Further, the drive signals of the rectifying field effect transistor and the free wheeling field effect transistor are obtained by the voltage induced in the transformer.

【0011】また、トランスの励磁エネルギーの入力電
源への回生終了を検出する手段がトランスの第4の巻線
を含むものである。
The means for detecting the end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power supply includes the fourth winding of the transformer.

【0012】また、回生終了検出手段は、主スイッチ素
子にかかる電圧と入力電源の電圧とを比較する比較回路
を含むものである。
Further, the regeneration end detecting means includes a comparison circuit for comparing the voltage applied to the main switch element and the voltage of the input power supply.

【0013】また、主スイッチ素子のオフタイミングを
決定する手段は、誤差増幅器の出力と上記主スイッチ素
子に流れるスイッチング電流信号とを比較する比較回
路、あるいは上記誤差増幅器の出力から回生終了検出手
段の出力によって制御される三角波発振器またはのこぎ
り波発振器の出力信号を減算した信号と上記主スイッチ
素子のスイッチング電流信号とを比較する比較回路、あ
るいは上記スイッチング電流信号に上記三角波発振器ま
たはのこぎり波発振器の出力信号を加算した信号と上記
誤差増幅器の出力とを比較する比較回路のいずれかであ
る。
The means for determining the off-timing of the main switch element is a comparison circuit for comparing the output of the error amplifier with the switching current signal flowing in the main switch element, or the regeneration end detecting means from the output of the error amplifier. A comparison circuit that compares the signal obtained by subtracting the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator controlled by the output with the switching current signal of the main switch element, or the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator to the switching current signal. Is one of the comparison circuits for comparing the signal obtained by adding and the output of the error amplifier.

【0014】また、主スイッチ素子のオフタイミングを
決定する手段は、誤差増幅器の出力と変換装置の出力回
路に流れる電流信号とを比較する比較回路、あるいは上
記誤差増幅器の出力から回生終了検出手段の出力によっ
て制御される三角波発振器またはのこぎり波発振器の出
力信号を減算した信号と上記出力回路に流れる電流信号
とを比較する比較回路、あるいは上記電流信号に上記三
角波発振器またはのこぎり波発振器の出力信号を加算し
た信号と上記誤差増幅器の出力とを比較する比較回路の
いずれかである。
The means for determining the off timing of the main switch element is a comparison circuit for comparing the output of the error amplifier with the current signal flowing in the output circuit of the converter, or the regeneration end detecting means of the output of the error amplifier. A comparator circuit that compares a signal obtained by subtracting the output signal of a triangular wave oscillator or a sawtooth oscillator controlled by the output with a current signal that flows in the output circuit, or adds the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth oscillator to the current signal. Is one of the comparison circuits for comparing the output signal of the error amplifier with the output signal.

【0015】また、整流用ダイオードと環流用ダイオー
ドの代わりに電界効果型トランジスタを用いたものであ
って、この電界効果型トランジスタの駆動信号をトラン
スに誘起される電圧で得るものである。
A field effect transistor is used instead of the rectifying diode and the free wheeling diode, and the drive signal of the field effect transistor is obtained by the voltage induced in the transformer.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1による直
流・直流変換装置を示す構成図である。図において、1
は入力電源、10は整流用ダイオード、11は環流用ダ
イオード、12は平滑リアクトル、13は平滑コンデン
サ、14は負荷、18は基準電源であり、図17に同一
符号を付した従来のそれらと同一、もしくは相当部分で
あるため詳細な説明は省略する。
Embodiment 1. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1
Is an input power source, 10 is a rectifying diode, 11 is a free-wheeling diode, 12 is a smoothing reactor, 13 is a smoothing capacitor, 14 is a load, and 18 is a reference power source. , Or a corresponding portion, and detailed description thereof will be omitted.

【0017】26はトランスであり、26aはその第1
の巻線、26bは第2の巻線、26cは第3の巻線であ
る。27はトランス26の第1の巻線26aと入力電源
1に接続した主スイッチ素子としての電界効果型トラン
ジスタ、28は第3の巻線26cと入力電源1に接続し
たトランスリセット用のダイオードである。29、30
は出力電圧を分圧するための抵抗、31は出力電圧と基
準電源18との差を増幅する誤差増幅器、32は三角波
発振回路であり、33の比較回路により、誤差増幅器3
1の出力信号と三角波発振回路32の出力信号とを比較
する。34は主スイッチ素子27を駆動するための駆動
回路、26dはトランス26に誘起される電圧を検出す
るための第4の巻線、35は第4の巻線26dに接続し
た抵抗、36は比較回路である。37はスイッチング周
波数可変手段であり、ワンショット・マルチバイブレー
タ38とその出力パルス幅を決定するための抵抗39、
コンデンサ40、およびスイッチ素子としての電界効果
型トランジスタ41で構成されている。42、43はそ
れぞれ三角波発振回路32のタイミングコンデンサとタ
イミング抵抗である。
Reference numeral 26 is a transformer, and 26a is the first thereof.
, A second winding 26b, and a third winding 26c. Reference numeral 27 is a field effect transistor as a main switching element connected to the first winding 26a of the transformer 26 and the input power supply 1, and 28 is a diode for resetting the transformer connected to the third winding 26c and the input power supply 1. . 29, 30
Is a resistor for dividing the output voltage, 31 is an error amplifier that amplifies the difference between the output voltage and the reference power supply 18, 32 is a triangular wave oscillation circuit, and 33 is a comparison circuit for the error amplifier 3
The output signal of 1 and the output signal of the triangular wave oscillation circuit 32 are compared. 34 is a drive circuit for driving the main switch element 27, 26d is a fourth winding for detecting the voltage induced in the transformer 26, 35 is a resistor connected to the fourth winding 26d, and 36 is a comparison. Circuit. 37 is a switching frequency varying means, which is a one-shot multivibrator 38 and a resistor 39 for determining the output pulse width thereof,
It is composed of a capacitor 40 and a field effect transistor 41 as a switch element. Reference numerals 42 and 43 respectively denote a timing capacitor and a timing resistor of the triangular wave oscillation circuit 32.

【0018】また、図2は図1の直流・直流変換装置の
動作波形図である。なお、同図(a)は主スイッチ素子
27のドレイン・ソース間電圧VDSO の波形、同図
(b)はトランスの誘起電圧VDET の波形、同図(c)
は比較回路36の出力A点の波形、同図(d)はワンシ
ョット・マルチバイブレータ38の出力B点の波形、同
図(e)は誤差増幅器31の出力C点と三角波発振回路
32の出力D点の波形、同図(f)は比較回路33の出
力E点の波形である。
FIG. 2 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. It should be noted that FIG. 7A shows the waveform of the drain-source voltage V DSO of the main switch element 27, FIG. 7B shows the waveform of the induced voltage V DET of the transformer, and FIG.
Is a waveform at the output point A of the comparison circuit 36, FIG. 7 (d) is a waveform at the output point B of the one-shot multivibrator 38, and FIG. 7 (e) is an output point C of the error amplifier 31 and the output of the triangular wave oscillation circuit 32. The waveform at the point D, the waveform (f) in the figure is the waveform at the output point E from the comparison circuit 33.

【0019】次に動作について説明する。図2(e)の
ように、時刻t1 で三角波発振回路32の出力Dが出力
電圧と基準電源18との差を増幅した誤差増幅器31の
出力Cを上回ると、比較回路33の出力Eは図2(f)
のように0となり、駆動回路34は主スイッチ素子27
にオフ信号を与え、主スイッチ素子27はオフとなる。
主スイッチ素子27がオフになるとトランスリセット用
ダイオード28がオンとなり、主スイッチ素子27がオ
ンの時にトランスに蓄えられた励磁エネルギーが第3の
巻線26cから入力電源1へ回生される。時刻t2 で励
磁エネルギーが回生し終わると、図2(a)のように主
スイッチ素子27のドレイン・ソース間電圧が入力電源
電圧VINまで下がり、トランスの誘起電圧VDET も図2
(b)のように0まで下がるため、比較回路36の出力
Aが下がる。この出力Aの立ち下がり信号により、スイ
ッチング周波数可変手段37を構成するワンショット・
マルチバイブレータ38がパルスを図2(d)のように
出力し、スイッチ素子41をオンする。これにより、三
角波発振回路32のタイミングコンデンサ42が短絡さ
れ、発振周期が図2(e)のように変わる。これによ
り、スイッチング周波数が可変できる。なお、ワンショ
ット・マルチバイブレータ38のパルス幅は抵抗39、
コンデンサ40により三角波発振回路32のタイミング
コンデンサ42の電荷を放電するのに十分な値に設定す
る。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 2E, when the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 exceeds the output C of the error amplifier 31 which amplifies the difference between the output voltage and the reference power source 18 at time t 1 , the output E of the comparison circuit 33 is changed. Figure 2 (f)
Becomes 0, and the drive circuit 34 becomes the main switch element 27.
To the main switch element 27 to turn off the main switch element 27.
When the main switching element 27 is turned off, the transformer resetting diode 28 is turned on, and the excitation energy stored in the transformer is regenerated from the third winding 26c to the input power supply 1 when the main switching element 27 is on. When the excitation energy is completely regenerated at time t 2 , the drain-source voltage of the main switch element 27 drops to the input power supply voltage V IN as shown in FIG. 2A, and the induced voltage V DET of the transformer is also shown in FIG.
As shown in (b), since it decreases to 0, the output A of the comparison circuit 36 decreases. The one-shot, which constitutes the switching frequency varying means 37, is formed by the falling signal of the output A.
The multivibrator 38 outputs a pulse as shown in FIG. 2D, and turns on the switch element 41. As a result, the timing capacitor 42 of the triangular wave oscillator circuit 32 is short-circuited, and the oscillation cycle changes as shown in FIG. As a result, the switching frequency can be changed. The pulse width of the one-shot multivibrator 38 is the resistance 39,
The capacitor 40 is set to a value sufficient to discharge the electric charge of the timing capacitor 42 of the triangular wave oscillator circuit 32.

【0020】時刻t2 で、誤差増幅器31の出力Cが三
角波発振回路32の出力Dを図2(e)のように下回る
と、比較回路33の出力Eは図2(f)のように高くな
り、駆動回路34は主スイッチ素子27にオン信号を与
え、主スイッチ素子27はオンとなる。これにより、主
スイッチ素子27のドレイン・ソース間電圧は図2
(a)のように0まで下がり、トランスの誘起電圧V
DET も図2(b)のように負となる。
At time t 2 , when the output C of the error amplifier 31 falls below the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 as shown in FIG. 2 (e), the output E of the comparison circuit 33 becomes high as shown in FIG. 2 (f). Then, the drive circuit 34 gives an ON signal to the main switch element 27, and the main switch element 27 is turned ON. As a result, the voltage between the drain and source of the main switch element 27 is shown in FIG.
As shown in (a), it drops to 0 and the induced voltage V of the transformer
DET also becomes negative as shown in Fig. 2 (b).

【0021】時刻t3 で、誤差増幅器31の出力Cが三
角波発振回路32の出力Dを図2(e)のように上回る
と、比較回路33の出力Eは図2(f)のように0とな
り、駆動回路34は再び主スイッチ素子27にオフ信号
を与え、主スイッチ素子27はオフとなる。以上、上記
動作を繰り返す。
At time t 3 , when the output C of the error amplifier 31 exceeds the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 as shown in FIG. 2 (e), the output E of the comparison circuit 33 becomes 0 as shown in FIG. 2 (f). Then, the drive circuit 34 again gives an off signal to the main switch element 27, and the main switch element 27 is turned off. The above operation is repeated.

【0022】なお、トランスの第2の巻線26b側の整
流平滑動作は従来と同じ動作をするので、説明は省略す
る。
Since the rectifying / smoothing operation on the side of the second winding 26b of the transformer is the same as the conventional operation, its explanation is omitted.

【0023】以上のようにこの実施の形態1によれば、
主スイッチ素子のオン/オフタイミングの制御をトラン
スの励磁エネルギーの消費によらない構成としたので、
励磁エネルギーを入力電源へ回生でき、電力変換効率の
良い直流・直流変換装置が得られる効果がある。
As described above, according to the first embodiment,
Since the control of the on / off timing of the main switch element is configured not to consume the excitation energy of the transformer,
The excitation energy can be regenerated to the input power source, and there is the effect that a DC / DC converter with good power conversion efficiency can be obtained.

【0024】なお、トランスの励磁エネルギーの入力電
源への回生終了を検出する手段が、上記実施の形態では
トランスの誘起電圧検出用巻線26dを設けたものにつ
いて述べたが、第1の巻線26aの電圧や第2の巻線2
6bの電圧からトランスの励磁エネルギーの入力電源へ
の回生終了を検出しても良い。
The means for detecting the end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power source has been described in the above embodiment in which the transformer induced voltage detecting winding 26d is provided. 26a voltage and second winding 2
The end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power source may be detected from the voltage of 6b.

【0025】実施の形態2.実施の形態1では、トラン
スの励磁エネルギーの入力電源への回生終了を検出する
手段に第4の巻線を用いたが、主スイッチ素子にかかる
電圧と入力電源にかかる電圧とを比較する比較回路でも
実施の形態1と同様の効果が得られる。
Embodiment 2 In the first embodiment, the fourth winding is used as a means for detecting the end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power supply. However, a comparison circuit that compares the voltage applied to the main switch element with the voltage applied to the input power supply. However, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0026】図3はこの発明の実施の形態2による直流
・直流変換装置を示す構成図である。図3において、
1、10〜14、18、26〜34、および37〜43
は、図1に同一符号を付した実施の形態1のそれらと同
一、もしくは相当部分であるため詳細な説明は省略す
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention. In FIG.
1, 10-14, 18, 26-34, and 37-43
1 are the same as or equivalent to those of the first embodiment denoted by the same reference numerals in FIG. 1, and therefore detailed description will be omitted.

【0027】44、45は主スイッチ素子27のドレイ
ン・ソース間電圧を分圧検出するための抵抗、46、4
7は入力電源1の電圧を分圧検出するための抵抗であ
る。48は主スイッチ素子27のドレイン・ソース間電
圧と入力電源1の電圧を比較するための比較回路であ
る。
Reference numerals 44 and 45 denote resistors for detecting the voltage divided between the drain and source of the main switch element 27, and 46 and 4 respectively.
Reference numeral 7 is a resistor for detecting the voltage division of the input power supply 1. Reference numeral 48 is a comparison circuit for comparing the drain-source voltage of the main switch element 27 with the voltage of the input power supply 1.

【0028】次に動作について説明する。主スイッチ素
子27のオフタイミングの決定動作、およびトランスの
第2の巻線26b側の整流平滑動作は、実施の形態1と
同様の動作をするのでその説明は省略する。主スイッチ
素子27がオフになるとトランスリセット用ダイオード
28がオンとなり、主スイッチ素子27がオンの時にト
ランスに蓄えられた励磁エネルギーが第3の巻線26c
から入力電源1へ回生される。励磁エネルギーが回生し
終わると、主スイッチ素子27のドレイン・ソース間電
圧が入力電源電圧VINまで下がるため、入力電圧と比較
している比較回路48の出力Aが下がる。この出力Aの
立ち下がり信号により、実施の形態1と同様にスイッチ
ング周波数可変手段37を構成するワンショット・マル
チバイブレータ38がパルスを出力し、スイッチ素子4
1をオンする。これにより、三角波発振回路32のタイ
ミングコンデンサ42が短絡され、発振周期が変わる。
これにより、スイッチング周波数が可変できる。
Next, the operation will be described. The operation of determining the off-timing of the main switch element 27 and the rectifying / smoothing operation of the transformer on the side of the second winding 26b are the same as those in the first embodiment, and therefore their explanations are omitted. When the main switching element 27 is turned off, the transformer resetting diode 28 is turned on, and when the main switching element 27 is turned on, the excitation energy stored in the transformer is applied to the third winding 26c.
Is regenerated to the input power supply 1. When the excitation energy is completely regenerated, the drain-source voltage of the main switch element 27 drops to the input power supply voltage V IN , and the output A of the comparison circuit 48 comparing the input voltage drops. The one-shot multivibrator 38, which constitutes the switching frequency varying means 37, outputs a pulse by the falling signal of the output A, as in the first embodiment, and the switching element 4
Turn on 1. As a result, the timing capacitor 42 of the triangular wave oscillator circuit 32 is short-circuited, and the oscillation cycle changes.
As a result, the switching frequency can be changed.

【0029】三角波発振回路32の出力Dが誤差増幅器
31の出力Cを下回ると、比較回路33の出力Eは高く
なり、駆動回路34は主スイッチ素子27にオン信号を
与え、主スイッチ素子27はオンとなる。
When the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 becomes lower than the output C of the error amplifier 31, the output E of the comparison circuit 33 becomes high, the drive circuit 34 gives an ON signal to the main switch element 27, and the main switch element 27 becomes It turns on.

【0030】実施の形態3.図4はこの発明の実施の形
態3による直流・直流変換装置を示す構成図である。図
4において、1、10〜14、18、26〜30、3
2、および35〜43は、図1に同一符号を付した実施
の形態1のそれらと同一、もしくは相当部分であるため
詳細な説明は省略する。
Embodiment 3 4 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, 1, 10, 14, 18, 26-30, 3,
Reference numerals 2 and 35 to 43 are the same as or equivalent to those in the first embodiment denoted by the same reference numerals in FIG. 1, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0031】49は出力電圧と基準電圧源18の差を増
幅する誤差増幅器、50は主スイッ素子27に流れる電
流を検出する、例えば抵抗などのスイッチング電流検出
手段、51は誤差増幅器の出力Cとスイッチング電流検
出値Fとを比較する比較回路、52は三角波発振回路3
2の出力Dを微分する微分回路、53はインバータ、5
4はR−Sフリップフロップ回路、55はR−Sフリッ
プフロップ回路54の出力信号を受けて主スイッチング
素子27を駆動する駆動回路である。
Reference numeral 49 is an error amplifier for amplifying the difference between the output voltage and the reference voltage source 18, 50 is a switching current detecting means such as a resistor for detecting the current flowing through the main switching element 27, and 51 is an output C of the error amplifier. A comparison circuit for comparing the switching current detection value F, 52 is a triangular wave oscillation circuit 3
2 is a differential circuit for differentiating the output D, 53 is an inverter, 5
Reference numeral 4 is an RS flip-flop circuit, and 55 is a drive circuit that receives the output signal of the RS flip-flop circuit 54 and drives the main switching element 27.

【0032】また、図5は図4の直流・直流変換装置の
動作波形図である。なお、同図(a)は主スイッチ素子
27のドレイン・ソース間電圧VDSO の波形、同図
(b)はワンショット・マルチバイブレータ38の出力
B点の波形、同図(c)は三角波発振回路32の出力D
点の波形、同図(d)はR−Sフリップフロップ回路5
4のセット入力信号波形、同図(e)は誤差増幅器49
の出力Cとスイッチング電流検出値Fの波形、同図
(f)はR−Sフリップフロップ回路54のリセット入
力信号波形、同図(g)はR−Sフリップフロップ回路
54の出力信号波形、並びに駆動回路55の出力Eの波
形である。
FIG. 5 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. Incidentally, FIG. 7A shows the waveform of the drain-source voltage V DSO of the main switch element 27, FIG. 7B shows the waveform of the output point B of the one-shot multivibrator 38, and FIG. Output D of circuit 32
Waveforms at points, (d) in the figure shows the RS flip-flop circuit 5
4 shows a set input signal waveform, FIG.
Waveforms of the output C and the switching current detection value F of FIG. 6, (f) of FIG. 6 shows the reset input signal waveform of the RS flip-flop circuit 54, and (g) of FIG. 6 shows the output signal waveform of the RS flip-flop circuit 54. This is the waveform of the output E of the drive circuit 55.

【0033】次に動作について説明する。図5(e)の
ように、時刻t1 でスイッチング電流検出手段50で検
出したスイッチング電流検出値Fが誤差増幅器49の出
力Cと一致すると、比較回路51の出力が図5(f)の
ように高くなり、R−Sフリップフロップ回路54のリ
セット入力Rにその出力が入力されR−Sフリップフロ
ップ回路54がリセットされる。これにより、R−Sフ
リップフロップ回路54の出力Qは、図5(g)のよう
に0となり、主スイッチ素子27は駆動回路55からオ
フ信号Eを受けてオフとなる。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 5E, when the switching current detection value F detected by the switching current detection means 50 at time t 1 matches the output C of the error amplifier 49, the output of the comparison circuit 51 is as shown in FIG. 5F. Then, the output is input to the reset input R of the RS flip-flop circuit 54, and the RS flip-flop circuit 54 is reset. As a result, the output Q of the RS flip-flop circuit 54 becomes 0 as shown in FIG. 5G, and the main switch element 27 receives the off signal E from the drive circuit 55 and turns off.

【0034】一方、時刻t1 で主スイッチ素子27がオ
フとなると、トランスリセット用ダイオード28がオン
し、第3の巻線26cから入力電源1にトランスの励磁
エネルギーを実施の形態1または2と同様に回生する。
時刻t2 で励磁エネルギーが回生し終わると、図5
(a)のように主スイッチ素子27のドレイン・ソース
間電圧が入力電源電圧VINまで下がり、トランスの誘起
電圧VDET も0まで下がるため、比較回路36の出力A
が下がる。この出力Aの立ち下がり信号により、スイッ
チング周波数可変手段37を構成するワンショット・マ
ルチバイブレータ38がパルスを図5(b)のように出
力し、スイッチ素子41をオンする。これにより、三角
波発振回路32のタイミングコンデンサ42が短絡さ
れ、発振周期が図5(c)のように変わる。これによ
り、スイッチング周波数が可変できる。
On the other hand, when the main switch element 27 is turned off at time t 1 , the transformer resetting diode 28 is turned on, and the exciting energy of the transformer is supplied from the third winding 26c to the input power source 1 according to the first or second embodiment. It regenerates similarly.
When the excitation energy is completely regenerated at time t 2 ,
As shown in (a), the drain-source voltage of the main switching element 27 drops to the input power supply voltage V IN , and the induced voltage V DET of the transformer also drops to 0. Therefore, the output A of the comparison circuit 36 is
Goes down. By the falling signal of the output A, the one-shot multivibrator 38 which constitutes the switching frequency varying means 37 outputs a pulse as shown in FIG. 5B, and the switch element 41 is turned on. As a result, the timing capacitor 42 of the triangular wave oscillator circuit 32 is short-circuited, and the oscillation cycle changes as shown in FIG. As a result, the switching frequency can be changed.

【0035】時刻t2 で、三角波発振回路32の出力D
の一周期の終了を、微分回路52により検知し、この信
号をインバータ53で反転することにより、R−Sフリ
ップフロップ回路54には図5(d)のようなセット入
力Sが与えられ、R−Sフリップフロップ回路54がセ
ットされる。これにより、R−Sフリップフロップ回路
54の出力Qは、図5(g)のように高くなり、主スイ
ッチ素子27は駆動回路55からオン信号Eを受けてオ
ンとなる。
At time t 2 , the output D of the triangular wave oscillator circuit 32
The end of one cycle is detected by the differentiating circuit 52, and this signal is inverted by the inverter 53, so that the RS flip-flop circuit 54 is given a set input S as shown in FIG. The -S flip-flop circuit 54 is set. As a result, the output Q of the RS flip-flop circuit 54 becomes high as shown in FIG. 5G, and the main switch element 27 receives the ON signal E from the drive circuit 55 and turns ON.

【0036】時刻t3 で、スイッチング電流検出値F
が、誤差増幅器49の出力Cと図5(e)のように再び
一致すると、比較回路51の出力が図5(f)のように
高くなり、R−Sフリップフロップ回路54のリセット
入力Rにその出力が入力されR−Sフリップフロップ回
路54がリセットされる。これにより、R−Sフリップ
フロップ回路54の出力Qは、図5(g)のように0と
なり、主スイッチ素子27は駆動回路55から再びオフ
信号Eを受けてオフとなる。以上、上記動作を繰り返
す。
At time t 3 , the switching current detection value F
However, when the output C of the error amplifier 49 and the output C of the error amplifier 49 again match as shown in FIG. 5E, the output of the comparison circuit 51 becomes high as shown in FIG. 5F and the reset input R of the RS flip-flop circuit 54 becomes high. The output is input and the RS flip-flop circuit 54 is reset. As a result, the output Q of the RS flip-flop circuit 54 becomes 0 as shown in FIG. 5G, and the main switch element 27 receives the off signal E from the drive circuit 55 again and turns off. The above operation is repeated.

【0037】なお、トランスの第2の巻線26b側の整
流平滑動作は従来と同じ動作をするので、説明は省略す
る。
Since the rectifying / smoothing operation on the side of the second winding 26b of the transformer is the same as the conventional operation, its description is omitted.

【0038】以上のようにこの実施の形態3によれば、
トランスの励磁エネルギーを入力電源に回生でき、電力
変換効率の良い直流・直流変換装置が得られ、かつ、制
御特性が良い直流・直流変換装置が得られる効果があ
る。
As described above, according to the third embodiment,
The excitation energy of the transformer can be regenerated to the input power source, and a DC / DC converter with good power conversion efficiency can be obtained, and a DC / DC converter with good control characteristics can be obtained.

【0039】実施の形態4.なお、実施の形態3では、
主スイッチ素子のオフタイミングを決定する手段が、誤
差増幅器の出力と主スイッチ素子に流れるスイッチング
電流信号とを比較する比較回路により構成されたものに
ついて示したが、誤差増幅器の出力から三角波発振器ま
たはのこぎり波発振器の出力信号を減算した信号と、主
スイッチ素子に流れるスイッチング電流信号とを比較す
る比較回路により構成されたものであっても良く、実施
の形態3よりもさらに制御安定性が良くなる効果があ
る。
Fourth Embodiment In the third embodiment,
The means for deciding the OFF timing of the main switch element was shown to be composed of a comparison circuit that compares the output of the error amplifier with the switching current signal flowing in the main switch element. It may be configured by a comparison circuit that compares the signal obtained by subtracting the output signal of the wave oscillator with the switching current signal that flows in the main switch element, and the effect of further improving the control stability as compared with the third embodiment. There is.

【0040】図6はこの発明の実施の形態4による直流
・直流変換装置を示す構成図である。図6において、図
4と同一符号を付したものは実施の形態3と同一、もし
くは相当部分であるため詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 are the same as or equivalent to those in the third embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0041】56は誤差増幅器の出力Cから三角波発振
器の出力Dを減算する減算器である。この実施の形態の
動作は、比較回路51がスイッチング電流検出値Fと、
誤差増幅器49の出力Cから三角波発振器の出力または
のこぎり波発振器の出力信号Dを減算した三角波または
のこぎり波信号とを比較する点が異なるのみで、あとの
動作は上記実施の形態3と同様の動作をするので詳細説
明は省略する。
Reference numeral 56 is a subtractor for subtracting the output D of the triangular wave oscillator from the output C of the error amplifier. In the operation of this embodiment, the comparison circuit 51 detects the switching current detection value F,
The difference is that the output C of the error amplifier 49 is subtracted from the output of the triangular wave oscillator or the output signal D of the sawtooth wave signal from the triangular wave or sawtooth wave signal, and the subsequent operation is similar to that of the third embodiment. Therefore, detailed description will be omitted.

【0042】実施の形態5.なお、実施の形態4では、
主スイッチ素子のオフタイミングを決定する手段が、誤
差増幅器の出力から三角波発振器またはのこぎり波発振
器の出力信号を減算した信号と、主スイッチ素子に流れ
るスイッチング電流信号とを比較する比較回路により構
成されたものについて示したが、誤差増幅器の出力と主
スイッチ素子に流れるスイッチング電流信号に三角波発
振器またはのこぎり波発振器の出力信号を加算した信号
とを比較する比較回路により構成されたものであっても
良く、実施の形態4と同様の効果を奏する。
Embodiment 5 FIG. In the fourth embodiment,
The means for determining the off-timing of the main switch element is composed of a comparison circuit for comparing the signal obtained by subtracting the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator from the output of the error amplifier with the switching current signal flowing in the main switch element. However, it may be configured by a comparison circuit that compares the output of the error amplifier and the signal obtained by adding the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator to the switching current signal flowing in the main switch element, The same effect as that of the fourth embodiment is obtained.

【0043】図7はこの発明の実施の形態5による直流
・直流変換装置を示す構成図である。図7において、図
6と同一符号を付したものは実施の形態4と同一、もし
くは相当部分であるため詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 7, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6 are the same as or equivalent to those in the fourth embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0044】57は主スイッチ素子に流れるスイッチン
グ電流信号Fに三角波発振器またはのこぎり波発振器の
出力Dを加算する加算器である。この実施の形態の動作
は、比較回路51が誤差増幅器49の出力Cと、スイッ
チング電流信号に三角波発振器またはのこぎり波発振器
の出力Dを加算した三角波またはのこぎり波信号とを比
較する点が異なるのみで、あとの動作は実施の形態4と
同様の動作をするので詳細説明は省略する。
Reference numeral 57 is an adder for adding the output D of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator to the switching current signal F flowing in the main switch element. The operation of this embodiment is different only in that the comparison circuit 51 compares the output C of the error amplifier 49 with the triangular wave or sawtooth wave signal obtained by adding the output D of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator to the switching current signal. Since the subsequent operation is the same as that of the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted.

【0045】実施の形態6.なお、実施の形態3から5
では、主スイッチ素子のスイッチング電流検出信号を用
いるものについて示したが、主スイッチ素子がオンの時
に導通状態となるトランスの第2の巻線側の整流用ダイ
オードに流れる電流検出信号を用いたものであっても良
く、上記実施の形態3から5より使用する電流検出信号
に励磁電流が重畳されないので制御性が向上する。
Embodiment 6 FIG. In addition, the third to fifth embodiments
In the above, the one using the switching current detection signal of the main switch element is shown, but the one using the current detection signal flowing in the rectifying diode on the second winding side of the transformer which becomes conductive when the main switch element is on. Alternatively, the exciting current is not superimposed on the current detection signal used in the third to fifth embodiments, so that the controllability is improved.

【0046】図8はこの発明の実施の形態6による直流
・直流変換装置を示す構成図である。図8において、図
4と同一符号を付したものは実施の形態3と同一、もし
くは相当部分であるため詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 8, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 are the same as or equivalent to those in the third embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0047】58はトランスの第2の巻線26b側の整
流用ダイオード10に流れる電流を検出する手段であ
る。この実施の形態の動作は、実施の形態3とほぼ同様
の動作をするので詳細説明は省略する。なお、本実施の
形態における電流検出信号Fには、負荷へのエネルギー
伝達に直接関係しない励磁電流分を含んでいないので、
入力電圧変動によって変化する励磁電流の傾きの変化の
影響を受けずに済む。
Reference numeral 58 is a means for detecting the current flowing through the rectifying diode 10 on the side of the second winding 26b of the transformer. Since the operation of this embodiment is almost the same as that of the third embodiment, detailed description thereof will be omitted. Since the current detection signal F in the present embodiment does not include an exciting current component that is not directly related to energy transfer to the load,
It is not affected by the change in the gradient of the exciting current that changes due to the fluctuation of the input voltage.

【0048】また、実施の形態4または5と同様に、発
振回路の出力信号Dを減算器を用いて誤差増幅器の出力
信号Cから減算する構成としたものや、発振回路の出力
信号Dを加算器を用いて整流用ダイオード10に流れる
電流検出信号Fに加算する構成としたものであっても良
い。
As in the fourth or fifth embodiment, the output signal D of the oscillation circuit is subtracted from the output signal C of the error amplifier by using a subtractor, or the output signal D of the oscillation circuit is added. It may be configured to add to the current detection signal F flowing through the rectifying diode 10 by using a power supply device.

【0049】以上のようにこの実施の形態6によれば、
入力電圧変動によって変化する励磁電流の傾きの変化の
影響を受けなくしたので、制御特性が非常に良い直流・
直流変換装置が得られる効果がある。
As described above, according to the sixth embodiment,
Since it is not affected by the change in the gradient of the exciting current that changes due to input voltage fluctuations, the DC characteristics are very good.
There is an effect that a DC converter is obtained.

【0050】実施の形態7.なお、実施の形態6では、
主スイッチ素子がオンの時に導通状態となるトランスの
第2の巻線側の整流用ダイオードに流れる電流検出信号
を用いたものについて示したが、平滑リアクトル12に
流れる電流検出信号を用いたものであっても良く、実施
の形態6と同様の効果を奏する。
Embodiment 7 FIG. In the sixth embodiment,
The one using the current detection signal flowing through the rectifying diode on the second winding side of the transformer, which becomes conductive when the main switch element is on, has been described, but it uses the current detection signal flowing through the smoothing reactor 12. It may be present, and the same effect as that of the sixth embodiment is obtained.

【0051】図9はこの発明の実施の形態7による直流
・直流変換装置を示す構成図である。図9において、図
8と同一符号を付したものは実施の形態6と同一、もし
くは相当部分であるため詳細な説明は省略する。
FIG. 9 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 9, the elements denoted by the same reference numerals as those in FIG. 8 are the same as or equivalent to those in the sixth embodiment, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0052】59は平滑リアクトル12に流れる電流を
検出する手段である。この実施の形態の動作は、実施の
形態6とほぼ同様の動作をするので詳細説明は省略す
る。なお、上記実施の形態6と同様に、本実施の形態に
おける電流検出信号には、負荷へのエネルギー伝達に直
接関係しない励磁電流分を含んでいないので、入力電圧
変動によって変化する励磁電流の傾きの変化の影響を受
けずに済む。
Reference numeral 59 is a means for detecting the current flowing through the smoothing reactor 12. Since the operation of this embodiment is almost the same as that of the sixth embodiment, detailed description thereof will be omitted. As in the sixth embodiment, the current detection signal in the present embodiment does not include the exciting current component that is not directly related to the energy transfer to the load, and therefore the gradient of the exciting current that changes due to the input voltage fluctuation. To be unaffected by changes in.

【0053】また、実施の形態4または5と同様に、発
振回路の出力信号Dを減算器を用いて誤差増幅器の出力
信号Cから減算する構成としたものや、発振回路の出力
信号Dを加算器を用いて平滑リアクトル12に流れる電
流検出信号Fに加算する構成としたものであっても良
い。
As in the fourth or fifth embodiment, the output signal D of the oscillation circuit is subtracted from the output signal C of the error amplifier by using a subtractor, or the output signal D of the oscillation circuit is added. It may be configured to add to the current detection signal F flowing through the smoothing reactor 12 by using a device.

【0054】実施の形態8.なお、実施の形態1から7
では、トランスの第2の巻線側に整流用ダイオードと環
流用ダイオードを用いたものについて示したが、電界効
果型トランジスタを用いたものであっても良く、導通時
の電圧降下値を低くできるので、損失の低減効果があ
る。
Embodiment 8. In addition, the first to seventh embodiments
In the above, the rectifying diode and the free wheeling diode are used on the second winding side of the transformer, but a field effect transistor may be used, and the voltage drop value during conduction can be reduced. Therefore, there is a loss reduction effect.

【0055】図10はこの発明の実施の形態8による直
流・直流変換装置を示す構成図である。図10におい
て、図1と同一符号を付したものは実施の形態1と同
一、もしくは相当部分であるため詳細な説明は省略す
る。
FIG. 10 is a block diagram showing a DC / DC converter according to an eighth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same as or equivalent to those in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0056】60は整流用のMOS電界効果型トランジ
スタ(以下、整流用MOSFETと略す。)、61は環
流用のMOS電界効果型トランジスタ(以下、環流用M
OSFETと略す。)であり、環流用MOSFET61
のドレイン端子はトランス26の第2の巻線26bの巻
始め方向(・印で示す)に接続し、ソース端子は整流用
MOSFET60のソース端子と接続している。また、
整流用MOSFET60のドレイン端子は第2の巻線2
6bの巻終わり方向に接続している。整流用MOSFE
T60のゲート端子は第2の巻線26bの巻始め方向
に、環流用MOSFET61のゲート端子は第2の巻線
26bの巻終わり方向に接続している。この実施の形態
の第1の巻線26a側、および制御回路の動作は、実施
の形態1とほぼ同様の動作をするので詳細説明は省略す
る。
Reference numeral 60 is a rectifying MOS field effect transistor (hereinafter abbreviated as rectifying MOSFET), and 61 is a freewheeling MOS field effect transistor (hereinafter, freewheeling M).
Abbreviated as OSFET. ), And the free-wheeling MOSFET 61
Of the second winding 26b of the transformer 26 is connected in the winding start direction (indicated by a circle), and the source terminal thereof is connected to the source terminal of the rectifying MOSFET 60. Also,
The drain terminal of the rectifying MOSFET 60 is the second winding 2
It is connected in the winding end direction of 6b. Rectifying MOSFE
The gate terminal of T60 is connected to the winding start direction of the second winding 26b, and the gate terminal of the freewheeling MOSFET 61 is connected to the winding end direction of the second winding 26b. The operations of the first winding 26a side and the control circuit of this embodiment are almost the same as those of the first embodiment, and therefore detailed description thereof is omitted.

【0057】図11は図10の直流・直流変換装置の動
作波形図である。なお、同図(a)は主スイッチ素子2
7のドレイン・ソース間電圧VDSO の波形、同図(b)
はトランス26の第2の巻線26bの電圧V2 の波形、
同図(c)は整流用MOSFET60のゲート・ソース
間電圧VGS1 の波形、同図(d)は環流用MOSFET
61のゲート・ソース間電圧VGS2 の波形である。
FIG. 11 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. It should be noted that FIG.
Waveform of drain-source voltage V DSO of Fig. 7, (b) of the same figure
Is the waveform of the voltage V 2 of the second winding 26b of the transformer 26,
The figure (c) shows the waveform of the gate-source voltage V GS1 of the rectifying MOSFET 60, and the figure (d) shows the freewheeling MOSFET.
61 is a waveform of the gate-source voltage V GS2 of 61.

【0058】図12はMOSFETの特性図における第
3象限であり、Aはしきい値電圧以上の十分なゲート・
ソース間電圧を与えた時の特性、Bはゲート・ソース間
電圧が0の時の特性、即ちMOSFETに寄生するダイ
オードの特性、Cは整流用、環流用ダイオードとして従
来一般的に用いられてきたショットキバリアダイオード
の特性である。
FIG. 12 is the third quadrant in the characteristic diagram of the MOSFET, where A is a sufficient gate voltage above the threshold voltage.
The characteristics when a source-to-source voltage is applied, B is the characteristics when the gate-source voltage is 0, that is, the characteristics of a diode parasitic on the MOSFET, and C is conventionally generally used as a rectifying or freewheeling diode. It is a characteristic of the Schottky barrier diode.

【0059】以下に、第2の巻線26b側の動作につい
て説明する。図11において、時刻t1 で主スイッチ素
子27がオフされると、図11(b)のように第2の巻
線26bの電圧V2 は負電圧になる。これにより、整流
用MOSFET60のゲート・ソース間電圧VGS1 は図
11(c)のように0となり、整流用MOSFET60
には電流が流れなくなる。一方、環流用MOSFET6
1のゲート・ソース間電圧VGS2 は図11(d)のよう
に正方向の電圧がかかる。図12で示すように、第3象
限で使用し、十分なゲート・ソース間電圧を与えてやる
と、ショットキバリアダイオードより導通時の電圧降下
値が低い整流素子となる。これにより導通損失が低減で
きる。一般に用いられているスイッチング周波数固定型
の直流・直流変換装置では、トランスの磁束のリセット
が終了すると第2の巻線26bの電圧V2 が0となり、
環流用MOSFET61のゲート・ソース間電圧VGS2
も0になるので、導通時の電圧降下値がショットキバリ
アダイオードより図12のように高くなってしまう期間
が存在する問題があった。しかし、本実施の形態ではト
ランスの磁束のリセット終了と同時に、主スイッチ素子
をオンするので環流用MOSFET61のゲート・ソー
ス間には、図11(d)のように電流が流れている期間
中、十分な電圧が必ず与えられ、MOSFETを電圧降
下値の低い整流素子として使用することができる。
The operation of the second winding 26b side will be described below. In FIG. 11, when the main switch element 27 is turned off at time t 1 , the voltage V 2 of the second winding 26b becomes a negative voltage as shown in FIG. 11 (b). As a result, the gate-source voltage V GS1 of the rectifying MOSFET 60 becomes 0 as shown in FIG.
No current flows through it. On the other hand, the freewheeling MOSFET 6
The gate-source voltage V GS2 of 1 is a positive voltage as shown in FIG. As shown in FIG. 12, when used in the third quadrant and given a sufficient gate-source voltage, the rectifying element has a lower voltage drop value when conducting than the Schottky barrier diode. This can reduce conduction loss. In a commonly used DC / DC converter of fixed switching frequency, the voltage V 2 of the second winding 26b becomes 0 when the reset of the magnetic flux of the transformer is completed,
Gate-source voltage V GS2 of the free-wheeling MOSFET 61
Since it also becomes 0, there is a problem that there is a period in which the voltage drop value during conduction becomes higher than that of the Schottky barrier diode as shown in FIG. However, in the present embodiment, the main switching element is turned on at the same time when the magnetic flux of the transformer is reset, so that the current flows between the gate and the source of the freewheeling MOSFET 61 as shown in FIG. A sufficient voltage is always applied, and the MOSFET can be used as a rectifying element with a low voltage drop value.

【0060】時刻t2 で主スイッチ素子27がオンされ
ると、図11(b)のように第2の巻線26bの電圧V
2 は正電圧になる。これにより、整流用MOSFET6
0のゲート・ソース間電圧VGS1 は図11(c)のよう
に正方向の電圧がかかり、電圧降下値が低い整流素子と
して働く。一方、環流用MOSFET61のゲート・ソ
ース間電圧VGS2 は図11(d)のように0となり、環
流用MOSFET61には電流が流れなくなる。以上の
動作を繰り返す。
When the main switching element 27 is turned on at time t 2 , the voltage V of the second winding 26b is changed as shown in FIG. 11 (b).
2 becomes a positive voltage. As a result, the rectifying MOSFET 6
The gate-source voltage V GS1 of 0 acts as a rectifying element having a low voltage drop value, as a positive voltage is applied as shown in FIG. On the other hand, the gate-source voltage V GS2 of the freewheeling MOSFET 61 becomes 0 as shown in FIG. 11D, and no current flows through the freewheeling MOSFET 61. The above operation is repeated.

【0061】以上のようにこの実施の形態8によれば、
電圧降下値を低くすることができ、かつ、電界効果型ト
ランジスタが整流素子として動作している期間は常に十
分な駆動電圧を与えることができるため、電界効果型ト
ランジスタを同期整流器として最大限に機能させて、導
通損失を非常に低減できるので、電力変換効率の良い直
流・直流変換装置が得られる効果がある。
As described above, according to the eighth embodiment,
Since the voltage drop value can be reduced and a sufficient drive voltage can always be applied while the field effect transistor is operating as a rectifying element, the field effect transistor functions as a synchronous rectifier to the maximum extent. As a result, the conduction loss can be greatly reduced, and there is an effect that a DC / DC converter with good power conversion efficiency can be obtained.

【0062】実施の形態9.なお、実施の形態8では、
トランスの第2の巻線の電圧で整流用MOSFETと環
流用MOSFETを駆動するものについて示したが、ト
ランスに整流用MOSFETを駆動する巻線と環流用M
OSFETを駆動する巻線を別に設けたものであっても
良く、駆動電圧を巻線比で調整できるので、実施の形態
9より駆動電圧をかなり自由に設定ができる効果があ
る。
Ninth Embodiment In the eighth embodiment,
The one in which the rectifying MOSFET and the freewheeling MOSFET are driven by the voltage of the second winding of the transformer has been shown, but the winding for driving the rectifying MOSFET in the transformer and the freewheeling M
A separate winding for driving the OSFET may be provided, and since the drive voltage can be adjusted by the winding ratio, the drive voltage can be set considerably freely as compared with the ninth embodiment.

【0063】図13はこの発明の実施の形態9による直
流・直流変換装置を示す構成図である。図13におい
て、図11と同一符号を付したものは実施の形態8と同
一、もしくは相当部分であるため詳細な説明は省略す
る。
FIG. 13 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a ninth embodiment of the present invention. In FIG. 13, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 11 are the same as or equivalent to those in the eighth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0064】26eはトランス26に巻いた整流用MO
SFET62の駆動巻線であり、巻線の巻始め方向(・
印で示す)を整流用MOSFET62のゲート端子に接
続し、巻終わり方向を第2の巻線26bの巻始め方向に
接続している。また、26fはトランス26に巻いた環
流用MOSFET62の駆動巻線であり、巻線の巻始め
方向(・印で示す)を第2の巻線26bの巻終わり方向
に接続し、巻終わり方向を環流用MOSFET61のゲ
ート端子に接続している。
26e is a rectifying MO wound around the transformer 26
The drive winding of the SFET 62, and the winding start direction (・
(Indicated by a mark) is connected to the gate terminal of the rectifying MOSFET 62, and the winding end direction is connected to the winding start direction of the second winding 26b. Further, 26f is a drive winding of the circulation MOSFET 62 wound around the transformer 26, and the winding start direction (indicated by a mark) of the winding is connected to the winding end direction of the second winding 26b, and the winding end direction is set. It is connected to the gate terminal of the free-wheeling MOSFET 61.

【0065】環流用MOSFET61のドレイン端子は
整流用MOSFET62のドレイン端子と接続し、ソー
ス端子は第2の巻線26bの巻終わり方向に接続してい
る。また、整流用MOSFET62のソース端子はトラ
ンス26の第2の巻線26bの巻始め方向に接続してい
る。
The drain terminal of the freewheeling MOSFET 61 is connected to the drain terminal of the rectifying MOSFET 62, and the source terminal is connected in the winding end direction of the second winding 26b. The source terminal of the rectifying MOSFET 62 is connected in the winding start direction of the second winding 26b of the transformer 26.

【0066】図14は図13の直流・直流変換装置の動
作波形図である。なお、同図(a)は主スイッチ素子2
7のドレイン・ソース間電圧VDSO の波形、同図(b)
はトランス26の第2の巻線26bの電圧V2 の波形、
同図(c)は整流用MOSFET62のゲート・ソース
間電圧VGS1 の波形、同図(d)は環流用MOSFET
61のゲート・ソース間電圧VGS2 の波形である。
FIG. 14 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. It should be noted that FIG.
Waveform of drain-source voltage V DSO of Fig. 7, (b) of the same figure
Is the waveform of the voltage V 2 of the second winding 26b of the transformer 26,
FIG. 6C shows the waveform of the gate-source voltage V GS1 of the rectifying MOSFET 62, and FIG.
61 is a waveform of the gate-source voltage V GS2 of 61.

【0067】この実施の形態9の動作は、駆動巻線の巻
数で駆動電圧を最適に調整できること、並びに図14
(c)(d)のようにオフ時の駆動電圧が負となる以外
は、実施の形態8と同様の動作をするので詳細な動作説
明については省略する。
The operation of the ninth embodiment is that the drive voltage can be optimally adjusted by the number of turns of the drive winding, and FIG.
The operations are the same as those in the eighth embodiment except that the driving voltage at the time of OFF is negative as in (c) and (d), and thus detailed description of the operations is omitted.

【0068】実施の形態10.なお、実施の形態8また
は9では、トランスの第3の巻線とトランスリセット用
ダイオードを用いて、トランスの励磁エネルギーを入力
電源に回生するものについて示したが、トランスの第3
の巻線とトランスリセット用ダイオードを用いず、トラ
ンスの励磁インダクタンスとMOSFETが有する静電
容量との共振により、トランスの励磁エネルギーを入力
電源に回生するものであっても良く、直流・直流変換装
置を小型にする効果がある。
Embodiment 10 FIG. In the eighth or ninth embodiment, the case where the excitation energy of the transformer is regenerated to the input power source by using the third winding of the transformer and the transformer resetting diode has been described.
May be used to regenerate the exciting energy of the transformer to the input power source by resonance of the exciting inductance of the transformer and the electrostatic capacity of the MOSFET without using the winding of the transformer and the diode for resetting the transformer. Has the effect of reducing the size.

【0069】図15はこの発明の実施の形態10による
直流・直流変換装置を示す構成図である。図15におい
て、図10と同一符号を付したものは実施の形態8と同
一、もしくは相当部分であるため詳細な説明は省略す
る。
FIG. 15 is a block diagram showing a DC / DC converter according to a tenth embodiment of the present invention. In FIG. 15, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 10 are the same as or equivalent to those in the eighth embodiment, and therefore detailed description will be omitted.

【0070】また、図16は図15の直流・直流変換装
置の動作波形図である。なお、同図(a)は主スイッチ
素子27のドレイン・ソース間電圧VDSO の波形、同図
(b)はトランスの誘起電圧VDET の波形、同図(c)
は比較回路36の出力A点の波形、同図(d)は発振周
波数可変回路37内のワンショット・マルチバイブレー
タの出力B点(図15では省略)の波形、同図(e)は
誤差増幅器31の出力C点と三角波発振回路32の出力
D点の波形、同図(f)は比較回路33の出力E点の波
形、同図(g)は整流用MOSFET60のゲート・ソ
ース間電圧VGS1 の波形、図(h)は環流用MOSFE
T61のゲート・ソース間電圧VGS2 の波形である。
FIG. 16 is an operation waveform diagram of the DC / DC converter of FIG. It should be noted that FIG. 7A shows the waveform of the drain-source voltage V DSO of the main switch element 27, FIG. 7B shows the waveform of the induced voltage V DET of the transformer, and FIG.
Is a waveform at the output point A of the comparison circuit 36, (d) is a waveform at the output point B (omitted in FIG. 15) of the one-shot multivibrator in the oscillation frequency varying circuit 37, and (e) is an error amplifier. The waveform at the output C point of 31 and the output D point of the triangular wave oscillating circuit 32, the waveform (f) at the output E point of the comparison circuit 33, and the waveform (g) at the gate-source voltage VGS 1 of the rectifying MOSFET 60. Waveform, Figure (h) is the circulation MOSFE
It is a waveform of the gate-source voltage V GS2 of T61.

【0071】次に動作について説明する。時刻t1 で図
16(e)のように誤差増幅器31の出力Cが三角波発
振回路32の出力Dを上回ると、比較回路33の出力E
は図16(f)のように0となり、駆動回路34は主ス
イッチ素子27にオフ信号を与え、主スイッチ素子27
はオフとなる。主スイッチ素子27がオフになると、主
スイッチ素子27がオンの時にトランスに蓄えられた励
磁エネルギーをトランス26の励磁インダクタンスと整
流用MOSFET60のドレイン・ソース間容量、環流
用MOSFET61のゲート・ソース間容量、および主
スイッチ素子27のドレイン・ソース間容量の和の静電
容量との共振現象により、トランス26の励磁エネルギ
ーが入力電源1に回生される。この時、整流用MOSF
ET60のドレイン・ソース間容量と環流用MOSFE
T61のゲート・ソース間容量はトランス26の1次側
換算値で作用する。時刻t2 で励磁エネルギーが回生し
終わると、図16(a)のように主スイッチ素子27の
ドレイン・ソース間電圧が入力電源電圧VINまで下が
り、トランスの誘起電圧VDET も図16(b)のように
0まで下がるため、比較回路36の出力Aが下がる。こ
の出力Aの立ち下がり信号により、スイッチング周波数
可変手段37を構成するワンショット・マルチバイブレ
ータ38がパルスを図16(d)のように出力し、スイ
ッチ素子41をオンする。これにより、三角波発振回路
32のタイミングコンデンサ42が短絡され、発振周期
が図16(e)のように変わる。これにより、スイッチ
ング周波数が可変できる。
Next, the operation will be described. When the output C of the error amplifier 31 exceeds the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 at time t 1 as shown in FIG. 16 (e), the output E of the comparison circuit 33 is output.
Becomes 0 as shown in FIG. 16F, the drive circuit 34 gives an OFF signal to the main switching element 27, and the main switching element 27
Turns off. When the main switching element 27 is turned off, the excitation energy stored in the transformer when the main switching element 27 is turned on causes the excitation inductance of the transformer 26, the drain-source capacitance of the rectifying MOSFET 60, and the gate-source capacitance of the freewheeling MOSFET 61. , And the resonance phenomenon with the electrostatic capacitance of the sum of the drain-source capacitance of the main switch element 27, the excitation energy of the transformer 26 is regenerated to the input power supply 1. At this time, rectifying MOSF
Drain-source capacitance of ET60 and freewheeling MOSFE
The gate-source capacitance of T61 acts on the primary side conversion value of the transformer 26. When the excitation energy is completely regenerated at time t 2 , the drain-source voltage of the main switch element 27 drops to the input power supply voltage V IN as shown in FIG. 16A, and the induced voltage V DET of the transformer is also shown in FIG. 16B. ), The output A of the comparison circuit 36 decreases. By the falling signal of the output A, the one-shot multivibrator 38 which constitutes the switching frequency varying means 37 outputs a pulse as shown in FIG. 16 (d), and the switch element 41 is turned on. As a result, the timing capacitor 42 of the triangular wave oscillator 32 is short-circuited, and the oscillation cycle changes as shown in FIG. As a result, the switching frequency can be changed.

【0072】時刻t2 で、三角波発振回路32の出力D
が誤差増幅器31の出力Cを図16(e)のように下回
ると、比較回路33の出力Eは図16(f)のように高
くなり、駆動回路34は主スイッチ素子27にオン信号
を与え、主スイッチ素子27はオンとなる。これによ
り、主スイッチ素子27のドレイン・ソース間電圧は図
16(a)のように0まで下がり、トランスの誘起電圧
DET も図16(b)のように負となる。
At time t 2 , the output D of the triangular wave oscillation circuit 32
16E falls below the output C of the error amplifier 31 as shown in FIG. 16E, the output E of the comparison circuit 33 becomes high as shown in FIG. 16F, and the drive circuit 34 gives an ON signal to the main switch element 27. , The main switch element 27 is turned on. As a result, the drain-source voltage of the main switch element 27 drops to 0 as shown in FIG. 16A, and the induced voltage V DET of the transformer also becomes negative as shown in FIG. 16B.

【0073】時刻t3 で、誤差増幅器31の出力Cが三
角波発振回路32の出力Dを図16(e)のように上回
ると、比較回路33の出力Eは図16(f)のように0
となり、駆動回路34は再び主スイッチ素子27にオフ
信号を与え、主スイッチ素子27はオフとなる。
At time t 3 , when the output C of the error amplifier 31 exceeds the output D of the triangular wave oscillation circuit 32 as shown in FIG. 16 (e), the output E of the comparison circuit 33 becomes 0 as shown in FIG. 16 (f).
Then, the drive circuit 34 again gives an off signal to the main switch element 27, and the main switch element 27 is turned off.

【0074】また、トランス26の2次巻線26b側の
動作は、主スイッチング素子27のオフ期間t1 〜t2
には、整流用MOSFET60のゲート・ソース間電圧
GS1 が図16(g)のように0であり整流用MOSF
ET60には電流が流れなくなる。一方、環流用MOS
FET61のゲート・ソース間電圧VGS2 は図16
(h)のように正となり、図12に示したように電圧降
下値の低い整流素子として働く。
The operation of the transformer 26 on the side of the secondary winding 26b is performed in the off period t 1 to t 2 of the main switching element 27.
The gate-source voltage V GS1 of the rectifying MOSFET 60 is 0 as shown in FIG.
No current flows through the ET60. On the other hand, the circulation MOS
The gate-source voltage V GS2 of the FET 61 is shown in FIG.
It becomes positive as shown in (h), and it functions as a rectifying element having a low voltage drop value as shown in FIG.

【0075】主スイッチング素子27のオン期間t2
3 には、整流用MOSFET60のゲート・ソース間
電圧VGS1 が図16(g)のように正の電圧となり、図
12に示したように電圧降下値の低い整流素子として働
く。一方、環流用MOSFET61のゲート・ソース間
電圧VGS2 は図16(h)のように0であり環流用MO
SFET61には電流が流れなくなる。以下、上記動作
を繰り返す。
ON period t 2 of the main switching element 27
The t 3, the gate-source voltage V GS1 of the rectifier MOSFET60 becomes a positive voltage as shown in FIG. 16 (g), it acts as a low rectifying element having a voltage drop value as shown in FIG. 12. On the other hand, the gate-source voltage V GS2 of the freewheeling MOSFET 61 is 0 as shown in FIG.
No current flows in the SFET 61. Hereinafter, the above operation is repeated.

【0076】以上のようにこの実施の形態10によれ
ば、トランスの励磁エネルギーを共振現象により入力電
源に回生でき、電界効果型トランジスタを同期整流器と
して最大限に機能させて、導通損失を非常に低減できる
ため、電力変換効率が良い直流・直流変換装置の小型化
が図れる効果がある。
As described above, according to the tenth embodiment, the excitation energy of the transformer can be regenerated to the input power source by the resonance phenomenon, and the field effect transistor can function as a synchronous rectifier to the maximum extent so that the conduction loss can be greatly reduced. Since this can be reduced, there is an effect that the DC / DC converter with good power conversion efficiency can be downsized.

【0077】なお、実施の形態10では、第2の巻線2
6bの電圧で整流用MOSFETと環流用MOSFET
を駆動するものについて示したが、実施の形態9のよう
にトランスに整流用MOSFETを駆動する巻線と環流
用MOSFETを駆動する巻線を別に設けたものであっ
ても良い。
In the tenth embodiment, the second winding 2
6b voltage rectification MOSFET and freewheeling MOSFET
However, the transformer may be provided with a winding for driving the rectifying MOSFET and a winding for driving the freewheeling MOSFET separately as in the ninth embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1の動作を説明するた
めの波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3の動作を説明するた
めの波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態5による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態6による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態7による直流・直流変
換装置を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態8による直流・直流
変換装置を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to an eighth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態8の動作を説明する
ための波形図である。
FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the eighth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態8に用いた電界効果
型トランジスタの特性を説明するための特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining characteristics of the field effect transistor used in the eighth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態9による直流・直流
変換装置を示す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to Embodiment 9 of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態9の動作を説明する
ための波形図である。
FIG. 14 is a waveform diagram for explaining the operation of the ninth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態10による直流・直
流変換装置を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a DC / DC converter according to a tenth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態10の動作を説明す
るための波形図である。
FIG. 16 is a waveform diagram for explaining the operation of the tenth embodiment of the present invention.

【図17】 従来の直流・直流変換装置を示す構成図で
ある。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a conventional DC / DC converter.

【図18】 従来例の動作を説明するための波形図であ
る。
FIG. 18 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力電源、10 整流用ダイオード、11 環流用
ダイオード、12 平滑リアクトル、13 コンデン
サ、14 負荷、18 基準電源、26 トランス、2
6a 第1の巻線、26b 第2の巻線、26c 第3
の巻線、26d 第4の巻線、26e、26f 駆動巻
線、27 主スイッチ素子、28 トランスリセット用
ダイオード、31、49 誤差増幅器、32 三角波発
振回路、33、36、48、51 比較回路、34、5
5 駆動回路、37 スイッチング周波数可変手段、3
8 ワンショット・マルチバイブレータ、41 電界効
果型トランジスタ、42 タイミングコンデンサ、43
タイミング抵抗、50、58、59 電流検出器、5
2 微分回路、53 インバータ、54 R−Sフリッ
プフロップ回路、56 減算器、57 加算器、60、
62 整流用MOSFET、61 環流用MOSFET
1 input power source, 10 rectifying diode, 11 freewheeling diode, 12 smoothing reactor, 13 capacitor, 14 load, 18 reference power source, 26 transformer, 2
6a 1st winding, 26b 2nd winding, 26c 3rd
Winding, 26d fourth winding, 26e, 26f drive winding, 27 main switching element, 28 transformer resetting diode, 31, 49 error amplifier, 32 triangular wave oscillation circuit, 33, 36, 48, 51 comparison circuit, 34, 5
5 driving circuits, 37 switching frequency changing means, 3
8 one-shot multivibrator, 41 field effect transistor, 42 timing capacitor, 43
Timing resistor, 50, 58, 59 Current detector, 5
2 differentiating circuit, 53 inverter, 54 RS flip-flop circuit, 56 subtractor, 57 adder, 60,
62 rectifying MOSFET, 61 freewheeling MOSFET

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トランスの第1の巻線と主スイッチ素子
と入力電源とで構成された直列回路、上記第1の巻線と
上記主スイッチ素子に並列に接続されると共に、上記ト
ランスの励磁エネルギーを上記入力電源に回生するよう
上記トランスの第3の巻線とダイオードによって構成さ
れた直列回路、上記トランスの第2の巻線に接続された
整流用ダイオードと環流用ダイオードを備えた直流・直
流変換装置であって、上記変換回路の出力電圧と基準電
源の電圧との差を増幅する誤差増幅器、上記トランスの
励磁エネルギーの入力電源への回生終了を検出する回生
終了検出手段、この回生終了検出手段からの信号と上記
誤差増幅器の出力とによって上記主スイッチ素子のオン
/オフタイミングを決定する手段を備えたことを特徴と
する直流・直流変換装置。
1. A series circuit composed of a first winding of a transformer, a main switching element, and an input power supply, which is connected in parallel to the first winding and the main switching element and which excites the transformer. A series circuit composed of a third winding of the transformer and a diode so as to regenerate energy to the input power source, a direct current having a rectifying diode and a circulating diode connected to the second winding of the transformer. A DC converter, an error amplifier for amplifying the difference between the output voltage of the conversion circuit and the voltage of the reference power supply, a regeneration end detecting means for detecting the end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power supply, and the end of regeneration. DC / DC conversion comprising means for determining the on / off timing of the main switch element based on the signal from the detection means and the output of the error amplifier. apparatus.
【請求項2】 トランスの第1の巻線と主スイッチ素子
と入力電源とで構成された直列回路、上記トランスの第
2の巻線に接続された整流用電界効果型トランジスタと
環流用電界効果型トランジスタを備えた直流・直流変換
装置であって、上記変換回路の出力電圧と基準電源の電
圧との差を増幅する誤差増幅器、上記トランスの励磁エ
ネルギーの入力電源への回生終了を検出する回生終了検
出手段、この回生終了検出手段からの信号と上記誤差増
幅器の出力とによって上記主スイッチ素子のオン/オフ
タイミングを決定する手段を備えると共に、上記主スイ
ッチ素子が非導通時に、上記トランスの励磁インダクタ
ンスと上記電界効果型トランジスタが有する静電容量と
の共振により、上記トランスの励磁エネルギーを上記入
力電源へ回生することを特徴とする直流・直流変換装
置。
2. A series circuit composed of a first winding of a transformer, a main switch element, and an input power supply, a rectifying field-effect transistor connected to the second winding of the transformer, and a free-field electric field effect. Type DC / DC converter including a transistor, an error amplifier for amplifying a difference between an output voltage of the conversion circuit and a voltage of a reference power supply, and a regeneration for detecting completion of regeneration of excitation energy of the transformer to an input power supply. An end detecting means, a means for determining the on / off timing of the main switch element by the signal from the regenerative end detecting means and the output of the error amplifier, and excites the transformer when the main switch element is not conducting. The excitation energy of the transformer is regenerated to the input power source by the resonance between the inductance and the electrostatic capacity of the field effect transistor. DC / DC converter characterized by
【請求項3】 整流用電界効果型トランジスタと環流用
電界効果型トランジスタの駆動信号をトランスに誘起さ
れる電圧で得ることを特徴とする請求項2記載の直流・
直流変換装置。
3. The DC / DC converter according to claim 2, wherein the drive signals for the rectifying field-effect transistor and the free-wheeling field-effect transistor are obtained by the voltage induced in the transformer.
DC converter.
【請求項4】 トランスの励磁エネルギーの入力電源へ
の回生終了を検出する手段がトランスの第4の巻線を含
むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記
載の直流・直流変換装置。
4. The DC / DC converter according to claim 1, wherein the means for detecting the end of regeneration of the excitation energy of the transformer to the input power supply includes a fourth winding of the transformer. DC converter.
【請求項5】 回生終了検出手段は、主スイッチ素子に
かかる電圧と入力電源の電圧とを比較する比較回路を含
むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記
載の直流・直流変換装置。
5. The DC / DC converter according to claim 1, wherein the regeneration end detecting means includes a comparison circuit for comparing the voltage applied to the main switch element and the voltage of the input power supply. DC converter.
【請求項6】 主スイッチ素子のオフタイミングを決定
する手段は、誤差増幅器の出力と上記主スイッチ素子に
流れるスイッチング電流信号とを比較する比較回路、あ
るいは上記誤差増幅器の出力から回生終了検出手段の出
力によって制御される三角波発振器またはのこぎり波発
振器の出力信号を減算した信号と上記主スイッチ素子の
スイッチング電流信号とを比較する比較回路、あるいは
上記スイッチング電流信号に上記三角波発振器またはの
こぎり波発振器の出力信号を加算した信号と上記誤差増
幅器の出力とを比較する比較回路のいずれかであること
を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の直
流・直流変換装置。
6. The means for determining the off-timing of the main switch element is a comparison circuit for comparing the output of the error amplifier with the switching current signal flowing through the main switch element, or the regeneration end detecting means of the output of the error amplifier. A comparison circuit that compares the signal obtained by subtracting the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator controlled by the output with the switching current signal of the main switch element, or the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth wave oscillator to the switching current signal. The DC / DC converter according to any one of claims 1 to 5, wherein the DC / DC converter is any one of a comparison circuit for comparing a signal obtained by adding the signal and an output of the error amplifier.
【請求項7】 主スイッチ素子のオフタイミングを決定
する手段は、誤差増幅器の出力と変換装置の出力回路に
流れる電流信号とを比較する比較回路、あるいは上記誤
差増幅器の出力から回生終了検出手段の出力によって制
御される三角波発振器またはのこぎり波発振器の出力信
号を減算した信号と上記出力回路に流れる電流信号とを
比較する比較回路、あるいは上記電流信号に上記三角波
発振器またはのこぎり波発振器の出力信号を加算した信
号と上記誤差増幅器の出力とを比較する比較回路のいず
れかであることを特徴とする請求項1から5のいずれか
一項に記載の直流・直流変換装置。
7. The means for determining the off-timing of the main switch element is a comparison circuit for comparing the output of the error amplifier with the current signal flowing in the output circuit of the converter, or the regeneration end detection means of the output of the error amplifier. A comparator circuit that compares a signal obtained by subtracting the output signal of a triangular wave oscillator or a sawtooth oscillator controlled by the output with a current signal that flows in the output circuit, or adds the output signal of the triangular wave oscillator or the sawtooth oscillator to the current signal. 6. The DC / DC converter according to claim 1, wherein the DC / DC converter is any one of a comparison circuit that compares the output signal of the error amplifier with the output signal of the error amplifier.
【請求項8】 整流用ダイオードと環流用ダイオードの
代わりに電界効果型トランジスタを用いたものであっ
て、この電界効果型トランジスタの駆動信号をトランス
に誘起される電圧で得ることを特徴とする請求項1、4
から7のいずれか一項に記載の直流・直流変換装置。
8. A field effect transistor is used in place of the rectifying diode and the free wheeling diode, and a drive signal for the field effect transistor is obtained by a voltage induced in a transformer. Items 1, 4
7. The DC / DC converter according to any one of items 1 to 7.
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